第一章 微型计算机系统概述 本章学习目标 了解微型计算机的发展、应用及其分类 掌握计算机数据的表示 掌握计算机的组成结构 理解微型计算机的工作过程
第一章 微型计算机系统概述 本章学习目标 • 了解微型计算机的发展、应用及其分类 • 掌握计算机数据的表示 • 掌握计算机的组成结构 • 理解微型计算机的工作过程
1、1微型计算机的发展、应用及其分类 1、1、1微机计算机的发展 1971年,美国 Intel公司研究并制造了I4004微处理器芯 片。该芯片能同时处理4位二进制数,集成了2300个晶 体管,每秒可进行6万次运算,成本约为200美元。它是 世界上第一个微处理器芯片,以它为核心组成的MCS 4计算机,标志了世界第一台微型计算机的诞生 微机概念:以大规模、超大规模构成的微处理器作为核 心,配以存储器、输入/输出接口电路及系统总路线所 制造出的计算机。 划分阶段的标志:以字长和微处理器型号
1、1 微型计算机的发展、应用及其分类 1、1、1 微机计算机的发展 1971年，美国Intel公司研究并制造了I4004微处理器芯 片。该芯片能同时处理4位二进制数，集成了2300个晶 体管，每秒可进行6万次运算，成本约为200美元。它是 世界上第一个微处理器芯片，以它为核心组成的MCS- 4计算机，标志了世界第一台微型计算机的诞生。 微机概念：以大规模、超大规模构成的微处理器作为核 心，配以存储器、输入/输出接口电路及系统总路线所 制造出的计算机。 划分阶段的标志：以字长和微处理器型号
第一代 4位和低档8位机(1971737) Intel 4004 第二代 中高档8位机 (1974-1978) 8080/8085、Z80、MC6800 第三代 16位机 (1978-1981) Intel8086、Z8000、MC6800 第四代 特点: 32位机 (1981-1992 速度越来越快 80386、80486 2、容量越来越大。 第五代 64位机 3、功能越来越强。 Intel Pentium 1993后)
第一代 4位和低档8位机 Intel 4004 第二代 中高档8位机 8080/8085、Z80、MC6800 第三代 16位机 Intel 8086、Z8000、MC6800 第四代 32位机 80386、80486 第五代 64位机 Intel Pentium （1971-1973） （1974-1978） （1978-1981） （1981-1992） （1993后） 特点： 1、速度越来越快。 2、容量越来越大。 3、功能越来越强
1、1、2微型计算机的应用 1、科学计算和科学研究 计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中所提出 的数学问题(数值计算) 2、数据处理(信息处理) 主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来对数字 信息进行加工。 3、工业控制 用单板微型计算机实现DDC级控制,用卫星计算机实 现SCC级监督管理控制,用髙档微型计算机实现SCC 或低层MIS管理已屡见不鲜
1、1、2 微型计算机的应用 1、科学计算和科学研究 计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中所提出 的数学问题（数值计算）。 2、数据处理 （信息处理） 主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来对数字 信息进行加工。 3、工业控制 用单板微型计算机实现DDC级控制，用卫星计算机实 现SCC级监督管理控制，用高档微型计算机实现SCC 或低层MIS管理已屡见不鲜
4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教(CAI)、计算 机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算 机辅助测试(CAT)、计算机集成制造(CIM)等系 统 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行 为及其规律的一门学科,包括智能机器人,模拟人的 思维过程,计算机学习等等。其主要任务是建立智能 信息处理理论,进而设计可以展现某些近似于人类智 能行为的计算系统
4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教（CAI）、计算 机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算 机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系 统。 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行 为及其规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的 思维过程，计算机学习等等。其主要任务是建立智能 信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智 能行为的计算系统
1、1、3微型计算机的分类 按应用对象分为: 1、单片机:又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功 能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概 括的讲:它主要是将微处理器、部分存储器、输入输出接 口都集成在一块集成电路芯片上,一块芯片就成了一台计 算机 2、单板机:将计算机的各个部分都组装在一块印制电路 板上,包括微处理器/存储器/输入输出接口,还有简单的 七段发光二极管显示器、小键盘、插座等。功能比单片机 强,适于进行生产过程的控制。可以直接在实验板上操作 适用于教学。 3、PC机( Personal computer):面向个人单独使用的 类微机,实现各种计算、数据处理及信息管理等
1、1、3 微型计算机的分类 按应用对象分为： 1、单片机：又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功 能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概 括的讲：它主要是将微处理器、部分存储器、输入输出接 口都集成在一块集成电路芯片上，一块芯片就成了一台计 算机 2、单板机：将计算机的各个部分都组装在一块印制电路 板上，包括微处理器/存储器/输入输出接口，还有简单的 七段发光二极管显示器、小键盘、插座等。功能比单片机 强，适于进行生产过程的控制。可以直接在实验板上操作， 适用于教学。 3、PC机（Personal Computer ） :面向个人单独使用的一 类微机，实现各种计算、数据处理及信息管理等
1、2计算机中数据的表示和编码 计算机中的数据都是采用二进制形式存储和处理的, 进制数只有两个数字0和1,这与我们日常生活中 所使用的十进制数是不同的。 1、2、1计算机中常用的进制数 人们最常用的数是十进制数,计算机中采用的是 进制数,同时有的时候为了简化二进制数据的书写 也采用八进制和十六进制表示方法。下面将分别介 绍这几种常用的进制。 1、十进制数 十进制数是大家熟悉的,用0,1,2,…,8,9十 个不同的符号来表示数值,它采用的是“逢十进 借一当十”的原则
1、2 计算机中数据的表示和编码 计算机中的数据都是采用二进制形式存储和处理的， 二进制数只有两个数字0和1，这与我们日常生活中 所使用的十进制数是不同的。 1、2、1 计算机中常用的进制数 人们最常用的数是十进制数，计算机中采用的是二 进制数，同时有的时候为了简化二进制数据的书写， 也采用八进制和十六进制表示方法。下面将分别介 绍这几种常用的进制。 1、十进制数 十进制数是大家熟悉的，用0，1，2， … ，8，9十 个不同的符号来表示数值，它采用的是“逢十进一， 借一当十”的原则
2、二进制表示法 基数为10的记数制叫十进制;基数为2的记数制叫做二 进制。 二进制数的计算规则是“逢二进一,借一当二” 二进制表示数值方法如下: B=±>K1*2其中:K=0或1 例:二进制数10111表示如下: 1011)3=1*23+0÷22+1*21+1*20+12-1
2、二进制表示法 基数为10的记数制叫十进制；基数为2的记数制叫做二 进制。 二进制数的计算规则是“逢二进一，借一当二”。 二进制表示数值方法如下： NB = ± Ki * 2 i 其中：K i = 0 或 1 n i=-m 例：二进制数1011.1表示如下： (1011.1)B= 1 * 2 3 + 0 * 2 2 + 1 * 2 1 + 1 * 2 0 +1 * 2 -1
运算规则: 加法运算: 0+0=00+1=11+0=11+1=10(逢二进一) 减法运算: 0-0=010-1=1(借位)1-0=11-1=0 乘法运算: 0*0=00*1=01*0=01*1=1 除法运算 0/1=01/1=1
运算规则： 加法运算： 0+0 = 0 0+1 = 1 1+0 = 1 1+1 =10 （逢二进一） 减法运算： 0-0 = 0 10-1 =1 （借位） 1-0 = 1 1-1 =0 乘法运算： 0 * 0 =0 0 * 1 =0 1 * 0 =0 1 * 1 =1 除法运算 0 / 1 =0 1 / 1 =1
3、八进制表示法 八进制数是基数为八的计数制。八进制数主要采用0, 1,2,…,7这八个阿拉伯数字 八进制数的运算规则为“逢八进一,借一当八”。 八进制表示数值方法如下: No=±i=mK;*8其中:K1=0、12、3、45、6、7 例:(467.6)0=4*82+6*81+7*80+6*81
3、八进制表示法 八进制数是基数为八的计数制。八进制数主要采用0， 1，2，…，7这八个阿拉伯数字。 八进制数的运算规则为“逢八进一，借一当八”。 八进制表示数值方法如下： NO = ± Ki * 8 i 其中：K i = 0 、1、2、3、4、5、6、7 n i=-m 例：（467.6)O=4 * 8 2 + 6 * 8 1 + 7 * 8 0 + 6 * 8 -1